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DE102014006132A1 - Hybrid multi-speed transmission for a motor vehicle - Google Patents

Hybrid multi-speed transmission for a motor vehicle Download PDF

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DE102014006132A1
DE102014006132A1 DE102014006132.9A DE102014006132A DE102014006132A1 DE 102014006132 A1 DE102014006132 A1 DE 102014006132A1 DE 102014006132 A DE102014006132 A DE 102014006132A DE 102014006132 A1 DE102014006132 A1 DE 102014006132A1
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DE
Germany
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coupling
speed transmission
hybrid multi
units
gear
Prior art date
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Withdrawn
Application number
DE102014006132.9A
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German (de)
Inventor
Tobias Schilder
Klaus Riedl
Jörg Müller
Rico Resch
Mirko Leesch
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mercedes Benz Group AG
Original Assignee
Daimler AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Daimler AG filed Critical Daimler AG
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Hybrid-Mehrstufengetriebe, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, das zumindest konstruktiv zur Schaltung von zumindest sechs verbrennungsmotorischen Vorwärtsgetriebegängen (V1a–V6a), zumindest drei elektromotorischen Vorwärtsgetriebegängen (E1a, E2a, E3a) und zumindest fünf leistungsverzweigten EVT-Fahrbereichen (EVT1a–EVT5a) vorgesehen ist, mit einem BKM-Anbindungselement (10a; 10b) zur drehfesten Anbindung einer Brennkraftmaschine (BKM1a; BKM1b), mit einem Getriebeausgangselement (11a; 11b) zur drehfesten Anbindung eines Achsantriebs, mit zumindest einem ersten EM-Anbindungselement (13a; 13b) zur Anbindung eines ersten Elektromotors (EM1a; EM1b), mit zumindest einem zweiten EM-Anbindungselement (14a; 14b) zur Anbindung eines zweiten Elektromotors (EM2a; EM2b), mit zumindest drei Planetenradstufen (P1a, P2a, P3a; P1b, P2b, P3b), die wirkungsmäßig miteinander verbunden sind, sowie mit zumindest drei Kupplungseinheiten (C1a, C2a, C3a; C1b, C2b, C3b), die jeweils zwei drehbar gelagerte Kopplungselemente (C11a–C32a; C11b–C32b) aufweisen, und zumindest zwei Bremseinheiten (B1a, B2a; B1b, B2b), die jeweils ein drehbar gelagertes Kopplungselement (B11a, B21a; B11b, B21b) und ein gehäusefest angeordnetes Kopplungselement (B12a, B22a; B12b, B22b) aufweisen.The invention relates to a hybrid multistage transmission, in particular for a motor vehicle, which is at least structurally designed for shifting at least six internal combustion engine forward gears (V1a-V6a), at least three forward electromotive gears (E1a, E2a, E3a) and at least five power-split EVT driving ranges (EVT1a). EVT5a), with a BKM connection element (10a, 10b) for the non-rotatable connection of an internal combustion engine (BKM1a, BKM1b), with a transmission output element (11a, 11b) for the non-rotatable connection of a final drive, with at least one first EM connection element (13a; 13b) for connecting a first electric motor (EM1a, EM1b), with at least one second EM connecting element (14a, 14b) for connecting a second electric motor (EM2a, EM2b), with at least three planetary gear stages (P1a, P2a, P3a, P1b, P2b , P3b), which are operatively connected to each other, as well as with at least three coupling units (C1a, C2a, C3a, C1b, C2b, C3b), the two rotatably mounted coupling elements (C11a-C32a; C11b-C32b), and at least two brake units (B1a, B2a, B1b, B2b), each having a rotatably mounted coupling element (B11a, B21a, B11b, B21b) and a housing fixedly arranged coupling element (B12a, B22a, B12b, B22b) ,

Description

Die Erfindung betrifft ein Hybrid-Mehrstufengetriebe für ein Kraftfahrzeug.The invention relates to a hybrid multi-speed transmission for a motor vehicle.

Aus der WO 2009/077097 A1 ist ein Hybrid-Mehrstufengetriebe für ein Kraftfahrzeug bekannt mit drei entlang einer Hauptrotationsachse hintereinander angeordneten Planetenradstufen, mit einem BKM-Anbindungselement zur Anbindung einer Brennkraftmaschine, mit einem Getriebeausgangselement zur Anbindung eines Achsantriebs, mit einem ersten EM-Anbindungselement zur Anbindung eines ersten Elektromotors, mit einem zweiten EM-Anbindungselement zur Anbindung eines zweiten Elektromotors und mit fünf Schalteinheiten, die teilweise als Kupplungseinheiten und teilweise als Bremseinheiten ausgeführt sind, wobei eine der Planetenradstufen des Hybrid-Mehrstufengetriebes einen Doppelplanetenradsatz aufweist.From the WO 2009/077097 A1 a hybrid multi-speed transmission for a motor vehicle is known with three arranged along a main axis of rotation successively Planetenradstufen, with a BKM connection element for connecting an internal combustion engine, with a transmission output element for connecting a final drive, with a first EM-connection element for connecting a first electric motor, with a second EM-connection element for connection of a second electric motor and with five switching units, which are partially designed as coupling units and partially as brake units, wherein one of the planetary gear stages of the hybrid multi-speed transmission has a double planetary gear.

Der Erfindung liegt insbesondere die Aufgabe zugrunde, ein kompaktes Hybrid-Mehrstufengetriebe zur Ausbildung eines Hybridantriebsmoduls mit hoher Flexibilität und hohem Wirkungsgrad bereitzustellen. Sie wird gemäß der Erfindung durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Weitere Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.The invention is in particular the object of providing a compact hybrid multi-speed transmission to form a hybrid drive module with high flexibility and high efficiency. It is achieved according to the invention by the features of claim 1. Further embodiments emerge from the subclaims.

Erfindungsgemäß wird ein Hybrid-Mehrstufengetriebe vorgeschlagen, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, das zumindest konstruktiv zur Schaltung von zumindest sechs verbrennungsmotorischen Vorwärtsgetriebegängen, zumindest drei elektromotorischen Vorwärtsgetriebegängen und zumindest fünf leistungsverzweigten EVT-Fahrbereichen vorgesehen ist, mit einem BKM-Anbindungselement zur drehfesten Anbindung einer Brennkraftmaschine, mit einem Getriebeausgangselement zur drehfesten Anbindung eines Achsantriebs, mit zumindest einem ersten EM-Anbindungselement zur Anbindung eines ersten Elektromotors, mit zumindest einem zweiten EM-Anbindungselement zur Anbindung eines zweiten Elektromotors, mit zumindest drei Planetenradstufen, die wirkungsmäßig miteinander verbunden sind, sowie mit zumindest drei Kupplungseinheiten, die jeweils zwei drehbar gelagerte Kopplungselemente aufweisen, und zumindest zwei Bremseinheiten, die jeweils ein drehbar gelagertes Kopplungselement und ein gehäusefest angeordnetes Kopplungselement aufweisen.According to the invention, a hybrid multi-speed transmission is proposed, in particular for a motor vehicle, which is at least structurally provided for switching at least six internal combustion engine forward gears, at least three electric motor forward gears and at least five power-split EVT driving ranges, with a BKM connection element for non-rotatable connection of an internal combustion engine a transmission output member for non-rotatable connection of a final drive, with at least one first EM connecting element for connecting a first electric motor, with at least one second EM connecting element for connecting a second electric motor, with at least three planetary gear, which are operatively connected to each other, as well as with at least three coupling units , each having two rotatably mounted coupling elements, and at least two brake units, each having a rotatably mounted coupling element and a housing fixed have ordered coupling element.

Dadurch kann ein Hybrid-Mehrstufengetriebe mit einer sehr hohen Flexibilität bereitgestellt werden, da zum einen eine hohe Lastschaltbarkeit und zum anderen ein hoher Wirkungsgrad, insbesondere auch in Verbindung mit den Elektromotoren, erreicht werden kann. Zudem können durch eine erfindungsgemäße Ausgestaltung Übersetzungsverhältnisse insbesondere in den EVT-Fahrbereichen und den elektromotorischen Vorwärtsgetriebegängen besser dargestellt werden. Bauteilbelastungen in dem Hybrid-Mehrstufengetriebe können durch eine erfindungsgemäße Ausgestaltung zumindest teilweise gesenkt werden, wodurch insbesondere ein Leichtbau vereinfacht werden kann. Zudem können Belastungen für die Elektromotoren durch die verbesserten Übersetzungsverhältnisse reduziert werden, wodurch kleinere Elektromotoren verwendet werden können. Dadurch können insbesondere Kosten reduziert werden. Weiter kann durch eine erfindungsgemäße Ausgestaltung insbesondere bei einer leistungsneutralen Fahrt ein geringer Leistungsfluss zwischen den beiden Elektromotoren erreicht werden, wodurch elektrische Übertragungsverluste gesenkt werden können und somit der Wirkungsgrad weiter verbessert werden kann.As a result, a hybrid multistage transmission with a very high flexibility can be provided, since on the one hand a high load switchability and, on the other hand, a high degree of efficiency, in particular also in conjunction with the electric motors, can be achieved. In addition, can be better represented by an inventive design ratios, especially in the EVT driving ranges and the electromotive forward gears. Component loads in the hybrid multi-speed transmission can be at least partially reduced by an embodiment according to the invention, which in particular a lightweight construction can be simplified. In addition, loads on the electric motors can be reduced by the improved gear ratios, allowing smaller electric motors to be used. In particular, costs can be reduced. Furthermore, a low power flow between the two electric motors can be achieved by an embodiment according to the invention, in particular in the case of a power-neutral drive, whereby electrical transmission losses can be reduced and thus the efficiency can be further improved.

Zur Vereinfachung soll unter einem „ersten”, einem „zweiten” oder einem „dritten Planetenradträger” jeweils ein der ersten, der zweiten oder der dritten Planetenradstufe zugeordneter Planetenradträger verstanden werden. Entsprechend soll unter einem „ersten”, einem „zweiten” oder einem „dritten Sonnenrad” und einem „ersten”, einem „zweiten” oder einem „dritten Hohlrad” jeweils ein der ersten, zweiten oder dritten Planetenradstufe zugeordnetes Sonnenrad oder ein der ersten, zweiten oder dritten Planetenradstufe zugeordnetes Hohlrad verstanden werden. Beispielsweise soll unter dem ersten Planetenradträger ein Planetenradträger der ersten Planetenradstufe verstanden werden.For simplification, a "first", a "second" or a "third planet carrier" is to be understood in each case as one of the planet carriers assigned to the first, the second or the third planetary gear stage. Accordingly, in each case one of the first, second or third planetary gear stage associated sun wheel or one of the first, a "second" or a "third sun" and a "first", "second" or "third ring" second or third planetary gear associated ring gear to be understood. For example, should be understood by the first planet carrier a planet carrier of the first planetary gear.

Die erste, die zweite und die dritte Planetenradstufe sind vorzugsweise entlang einer Hauptrotationsachse axial hintereinander angeordnet. Grundsätzlich ist aber auch eine gestapelte Anordnung, bei der Planetenradstufen zumindest teilweise radial ineinander geschachtelt sind, denkbar. Die Nummerierungen „erste”, „zweite” und „dritte” der Planetenradstufen stellen dabei eine mögliche, jedoch nicht die einzig mögliche, axiale Reihenfolge der Planetenradstufen dar. In einer möglichen Ausgestaltung sind die Planetenradstufen entlang einer von der Brennkraftmaschine ausgehenden Richtung entsprechend ihrer Nummerierung angeordnet, wobei die erste Planetenradstufe am nächsten zu der Brennkraftmaschine angeordnet ist. Die im Folgenden beschriebene Ausgestaltung eines Hybrid-Mehrstufengetriebes stellt jedoch ein spezielles Ausführungsbeispiel dar, zu dem es grundsätzlich noch weitere kinematisch äquivalente Ausführungsbeispiele gibt.The first, the second and the third planetary gear stage are preferably arranged axially one behind the other along a main axis of rotation. In principle, however, a stacked arrangement in which Planetenradstufen are at least partially nested radially into each other, conceivable. The numbering "first", "second" and "third" of the planetary gear sets represent a possible, but not the only possible, axial order of the planetary gear stages. In one possible embodiment, the planetary gear stages are arranged along a direction emanating from the internal combustion engine according to their numbering wherein the first planetary gear stage is located closest to the internal combustion engine. The embodiment of a hybrid multi-speed transmission described below, however, represents a special embodiment, to which there are basically further kinematically equivalent embodiments.

Grundsätzlich sind durch eine räumliche Umordnung der Kupplungseinheiten und/oder der Bremseinheiten, durch eine geänderte Anordnung von Getriebewellen und/oder durch Vertauschung der Sonnenräder, Planetenräder und/oder Hohlräder verschiedene kinematisch äquivalente Getriebestrukturen realisierbar, die dem dargestellten Ausführungsbeispiel im Hinblick auf eine Anzahl der Kupplungseinheiten, der Bremseinheiten und der Planetenradstufen sowie im Hinblick auf ein Schaltschema zur Schaltung der Vorwärtsgetriebegänge und der EVT-Fahrbereiche entsprechen. Dabei ist insbesondere auch eine andere axiale Reihenfolge der Planetenradstufen denkbar, bei der eine Anordnung der Planetenradstufen von der dargestellten Reihenfolge entsprechend ihrer Nummerierung abweicht.Basically, by a spatial rearrangement of the coupling units and / or the brake units, by a changed arrangement of transmission shafts and / or by interchanging of the sun gears, planet gears and / or ring gears different kinematically equivalent transmission structures can be realized, the illustrated Embodiment with respect to a number of coupling units, the brake units and the planetary gear and with respect to a circuit diagram for switching the forward gears and the EVT driving ranges correspond. In this case, another axial sequence of the planetary gear stages is conceivable, in particular, in which an arrangement of the planetary gear stages deviates from the illustrated sequence in accordance with their numbering.

Unter einer „Kupplungseinheit” soll insbesondere eine Schalteinheit verstanden werden, die in einem Leistungsfluss zwischen zwei der Planetenradstufen angeordnet ist und die dazu vorgesehen ist, ihre zwei drehbar angeordneten Kopplungselemente, die in einem geöffneten Zustand unabhängig voneinander verdrehbar sind, in einem geschlossenen Zustand drehfest miteinander zu verbinden. Unter einer „Bremseinheit” soll insbesondere eine Schalteinheit verstanden werden, die wirkungsmäßig zwischen einer der Planetenradstufen und einem Getriebegehäuse angeordnet ist und die dazu vorgesehen ist, ihr drehbares Kopplungselement, das in einem geöffneten Zustand unabhängig von dem Getriebegehäuse verdrehbar ist, in einem geschlossenen Zustand mit ihrem drehfest mit dem Getriebegehäuse verbundenen Kopplungselement drehfest zu verbinden. Unter „drehfest verbunden” soll insbesondere eine Verbindung verstanden werden, bei der ein Leistungsfluss über eine vollständige Umdrehung gemittelt mit einem unveränderten Drehmoment, einer unveränderten Drehrichtung und/oder einer unveränderten Drehzahl übertragen wird.A "coupling unit" is to be understood in particular a switching unit which is arranged in a power flow between two of the Planetenradstufen and which is intended to rotate their two rotatably arranged coupling elements, which are independently rotatable in an open state, in a closed state rotationally fixed to each other connect to. A "brake unit" is to be understood in particular a switching unit, which is operatively arranged between one of the planetary gear and a gear housing and which is provided, their rotatable coupling element, which is rotatable in an open state independently of the transmission housing, in a closed state their rotatably connected to the transmission housing coupling member rotatably to connect. By "non-rotatably connected" is meant in particular a connection in which a power flow over a complete revolution averaged with an unchanged torque, an unchanged direction of rotation and / or an unchanged speed is transmitted.

Die Kupplungseinheiten sind vorzugsweise jeweils wirkungsmäßig zwischen den Planetenradstufen angeordnet, sodass in dem geschlossenen Zustand zumindest zwei Getriebeelemente der Planetenradstufen drehfest miteinander verbunden sind. Die Bremseinheiten sind jeweils wirkungsmäßig zwischen einer der Planetenradstufen und dem Getriebegehäuse angeordnet, sodass in dem geschlossenen Zustand zumindest ein Getriebeelement der Planetenradstufen mit dem Getriebegehäuse drehfest verbunden ist. Unter einer Kupplungseinheit soll in diesem Zusammenhang insbesondere keine Kupplungseinheit verstanden werden, die einem durch die Planetenradstufen ausgebildeten Zahnradsatz vorgeschaltet oder nachgeschaltet ist. Unter einer „dem Zahnradsatz vorgeschalteten Kupplungseinheit” soll insbesondere eine Kupplungseinheit verstanden werden, die in zumindest einem Getriebegang in einem Leistungsfluss zwischen der Brennkraftmaschine und dem BKM-Anbindungselement angeordnet ist, wie beispielsweise eine Trennkupplung oder eine Anfahrkupplung. Unter einer „dem Zahnradsatz nachgeschalteten Kupplungseinheit” soll insbesondere eine Kupplungseinheit verstanden werden, die in zumindest einem Getriebegang in einem Leistungsfluss zwischen dem Getriebeausgangselement und einem Achsantrieb angeordnet ist, wie beispielsweise eine Allradkupplung. Grundsätzlich kann eine Schaltbarkeit des Mehrstufengetriebes durch eine dem Zahnradsatz vorgeschaltete oder nachgeschaltete Kupplungseinheit erhöht werden. Unter einem „BKM-Anbindungselement” soll dabei insbesondere ein Getriebeelement, das zumindest konstruktiv zur drehfesten Anbindung einer Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine vorgesehen ist, verstanden werden. Unter einem „EM-Anbindungselement” soll dabei insbesondere ein Getriebeelement, das zumindest konstruktiv zur drehfesten Anbindung eines Rotors eines Elektromotors vorgesehen ist, verstanden werden. Unter einem „Getriebeausgangselement” soll insbesondere ein Getriebeelement, das zumindest konstruktiv zur drehfesten Anbindung eines Achsantriebs vorgesehen ist, verstanden werden.The coupling units are preferably each operatively arranged between the planetary gear, so that in the closed state, at least two gear elements of the planetary gear are rotatably connected to each other. The brake units are each operatively disposed between one of the planetary gear and the transmission housing, so that in the closed state, at least one transmission element of the planetary gear is rotatably connected to the transmission housing. A coupling unit is to be understood in this context, in particular, no coupling unit which is connected upstream or downstream of a gear set formed by the planetary gear stages. A "clutch unit upstream of the gear set" is to be understood, in particular, as a clutch unit which is arranged in at least one gear in a power flow between the engine and the BKM connecting element, such as, for example, a disconnect clutch or a starting clutch. A "gear unit downstream of the clutch unit" is to be understood in particular a clutch unit, which is arranged in at least one gear in a power flow between the transmission output member and a final drive, such as an all-wheel drive. In principle, a switchability of the multistage transmission can be increased by a clutch unit upstream or downstream of the gear unit. In this context, a "BKM connection element" is to be understood as meaning, in particular, a transmission element which is provided, at least structurally, for the non-rotatable connection of a crankshaft of an internal combustion engine. An "EM connection element" is to be understood as meaning, in particular, a transmission element which is provided, at least structurally, for the non-rotatable connection of a rotor of an electric motor. A "transmission output element" is to be understood, in particular, as a transmission element which is provided, at least structurally, for the non-rotatable connection of a final drive.

Eine der Kupplungseinheiten ist dabei dazu vorgesehen, eine der Planetenradstufen zu verblocken. Unter dem „Verblocken einer Planetenradstufe” soll insbesondere verstanden werden, dass das Sonnenrad, der Planetenradträger und das Hohlrad einer einzelnen Planetenradstufe drehfest miteinander verbunden sind, wodurch sie in einem solchen Betriebszustand stets eine gleiche Drehzahl und eine gleiche Drehrichtung aufweisen. Unter einer „Kupplungseinheit zum Verblocken einer Planetenradstufe” soll eine einzelne Schalteinheit mit zwei Kopplungselementen verstanden werden, die jeweils mit dem Sonnenrad, dem Planetenradträger oder dem Hohlrad der entsprechenden Planetenradstufe permanent drehfest verbunden sind, wodurch mittels Schließen dieser einen Schalteinheit die entsprechende Planetenradstufe verblockt werden kann. Grundsätzlich kann die einzelne Kupplungseinheit zum Verblocken der Planetenradstufe auch durch zwei hintereinander geschaltete Kupplungseinheiten ersetzt werden.One of the coupling units is provided to lock one of the planetary gear stages. By "blocking a planetary gear" is to be understood in particular that the sun gear, the planet and the ring gear of a single planetary gear rotatably connected to each other, whereby they always have the same speed and a same direction of rotation in such an operating condition. A "coupling unit for blocking a planetary gear" is to be understood a single switching unit with two coupling elements, which are permanently connected to the sun gear, the planet or the ring gear of the corresponding planetary gear permanently rotatably, whereby the corresponding planetary gear can be blocked by closing this one switching unit , In principle, the individual coupling unit for blocking the planetary gear can also be replaced by two coupling units connected in series.

Unter „zumindest konstruktiv” soll insbesondere verstanden werden, dass konstruktiv eine entsprechende Ausgestaltung vorgesehen ist, in einem eventuellen Ausführungsbeispiel aber von einer funktionellen Nutzung der konstruktiven Ausgestaltung abgesehen werden kann. Unter „konstruktiv zur Schaltung eines Getriebegangs vorgesehen” soll in diesem Zusammenhang insbesondere verstanden werden, dass mittels der Kupplungseinheiten und/oder Bremseinheiten mechanisch ein entsprechender Getriebegang grundsätzlich bildbar ist, unabhängig davon, ob im Rahmen einer Schaltstrategie auf die Schaltung des Getriebegangs verzichtet wird oder nicht. Beispielsweise können in einer Ausgestaltung die Kupplungseinheiten und/oder Bremseinheiten konstruktiv zur Schaltung von mehr EVT-Fahrbereichen vorgesehen sein, als es sinnvoll sein kann, sie im Rahmen einer Betriebsstrategie für das Hybrid-Mehrstufengetriebe zu schalten. Beispielsweise ist es denkbar, in einer Betriebsstrategie lediglich zwei oder sogar nur einen der konstruktiv schaltbaren EVT-Fahrbereiche zu nutzen. Unter „vorgesehen” soll insbesondere speziell programmiert, ausgestattet und/oder ausgelegt verstanden werden.By "at least constructive" is to be understood in particular that a corresponding design is provided structurally, but in a possible embodiment of a functional use of the structural design can be dispensed with. In this context, "constructively provided for the shifting of a transmission gear" is to be understood in particular as meaning that a corresponding transmission gear can be mechanically formed by means of the clutch units and / or brake units, irrespective of whether the transmission gear shift is dispensed with or not in the context of a shift strategy , For example, in one embodiment, the clutch units and / or brake units may be constructively provided for switching more EVT driving ranges, as it may be useful to switch them as part of an operating strategy for the hybrid multi-speed transmission. For example, it is conceivable in an operating strategy only two or even only one of the constructive switchable EVT driving ranges. "Provided" is to be understood in particular specially programmed, equipped and / or designed.

Indem das Hybrid-Mehrstufengetriebe drei Kupplungseinheiten und zwei Bremseinheiten aufweist, umfasst das Mehrstufengetriebe in Summe fünf Schalteinheiten. In einer vorteilhaften Ausgestaltung sind zumindest zwei der Schalteinheiten formschlüssig ausgebildet. Grundsätzlich ist es aber auch denkbar, dass sämtliche Schalteinheiten formschlüssig ausgebildet sind. Dadurch kann ein Schleppverlust gering gehalten werden, wodurch ein Leistungsverlust innerhalb des Mehrstufengetriebes vorteilhaft verringert werden kann. Vorzugsweise sind zumindest zwei der Kupplungseinheiten und zumindest eine der Bremseinheiten als formschlüssig ausgebildete Schalteinheiten ausgeführt.As the hybrid multi-speed transmission has three clutch units and two brake units, the multi-speed transmission comprises a total of five shift units. In an advantageous embodiment, at least two of the switching units are formed positively. In principle, however, it is also conceivable that all switching units are formed positively. As a result, a drag loss can be kept low, whereby a power loss within the multi-speed transmission can be advantageously reduced. Preferably, at least two of the coupling units and at least one of the brake units are designed as form-locking switching units.

Unter einer „formschlüssig ausgebildeten Schalteinheit” soll dabei insbesondere eine Schalteinheit verstanden werden, die zur Verbindung ihrer Kopplungselemente bzw. zur Anbindung ihres Kopplungselements eine Verzahnung und/oder Klauen aufweist, die zur Herstellung einer drehfesten Verbindung formschlüssig ineinandergreifen, wobei eine Übertragung eines Leistungsflusses in einem vollständig geschlossenen Zustand zumindest hauptsächlich durch einen Formschluss erfolgt. Die Schalteinheiten können grundsätzlich reibschlüssig oder formschlüssig ausgebildet sein. Unter einer „reibschlüssig ausgebildeten Schalteinheit” soll dabei insbesondere eine Schalteinheit verstanden werden, die zur Verbindung ihrer Kopplungselemente bzw. zur Anbindung ihres Kopplungselements zumindest zwei Reibpartner aufweist, die zur Herstellung einer drehfesten Verbindung reibschlüssig aneinander anliegen, wobei eine Übertragung eines Leistungsflusses in einem vollständig geschlossenen Zustand zumindest hauptsächlich durch Reibung erfolgt. Eine reibschlüssig ausgebildete Kupplungseinheit ist vorzugsweise als eine Lamellenkupplungseinheit und eine reibschlüssig ausgebildete Bremseinheit ist vorzugsweise als eine Lamellenbremseinheit ausgebildet. Eine formschlüssig ausgebildete Kupplungseinheit ist vorzugsweise als eine Klauenkupplungseinheit und eine formschlüssig ausgebildete Bremseinheit ist vorzugsweise als eine Klauenbremseinheit ausgebildet. Eine formschlüssig ausgebildete Schalteinheit ist vorteilhaft über eine Schiebemuffe schaltbar. Dabei sind die formschlüssig ausgebildeten Schalteinheiten vorzugsweise ohne eine Synchronisierung ausgeführt, können grundsätzlich aber auch eine Synchronisierung aufweisen.A "form-fitting switching unit" is to be understood in particular a switching unit, which has a toothing and / or claws for connecting their coupling elements or for connecting their coupling element, which intermesh positively to produce a rotationally fixed connection, wherein a transmission of a power flow in a completely closed state, at least mainly by a positive connection. The switching units can in principle be formed frictionally or positively. A "frictionally engaged switching unit" should be understood to mean, in particular, a switching unit which has at least two friction partners for connecting its coupling elements or for connecting its coupling element, which frictionally abut each other to produce a rotationally fixed connection, wherein a transmission of a power flow in a completely closed Condition is at least mainly due to friction. A frictionally engaged coupling unit is preferably designed as a multi-disc clutch unit and a frictionally engaged brake unit is preferably designed as a multi-disc brake unit. A positively formed coupling unit is preferably as a dog clutch unit and a form-locking brake unit is preferably formed as a dog brake unit. A form-fitting trained switching unit is advantageously switchable via a sliding sleeve. The form-fitting trained switching units are preferably designed without synchronization, but in principle may also have a synchronization.

Vorzugsweise umfasst das Hybrid-Mehrstufengetriebe Aktuatoren zur automatisierten Schaltung der Kupplungseinheiten und der Bremseinheiten. Grundsätzlich ist es aber auch möglich, zumindest einen Teil der Kupplungseinheiten und/oder der Bremseinheiten zumindest teilweise selbstständig schaltend auszuführen. Eine selbstständig schaltende Kupplungseinheit bzw. Bremseinheit ist vorzugsweise als ein Freilauf ausgebildet.The hybrid multistage transmission preferably comprises actuators for the automated switching of the clutch units and the brake units. In principle, however, it is also possible to carry out at least a part of the coupling units and / or the brake units at least partially independently switching. An independently switching coupling unit or braking unit is preferably designed as a freewheel.

Zudem kann auch eine Ausgestaltung der Planetenradstufen mit Einfachplanetenradsätzen oder Doppelplanetenradsätzen von dem dargestellten Ausführungsbeispiel abweichen. In kinematisch äquivalenter Weise ist es beispielsweise möglich, einen Einfachplanetenradsatz durch einen Doppelplanetenradsatz zu ersetzen, wobei für eine kinematisch gleiche Wirkweise zusätzlich insbesondere eine Standübersetzung der Planetenradstufe angepasst werden muss. Insbesondere bei einer Ausbildung mittels eines Doppelplanetenradsatzes kann grundsätzlich auch eine Anbindung von einem Sonnenrad und einem Planetenradträger, einem Hohlrad und einem Planetenradträger oder einem Sonnenrad und einem Hohlrad getauscht werden, wobei für eine kinematisch gleiche Wirkweise zusätzlich insbesondere eine Standübersetzung der Planetenradstufe angepasst werden muss.In addition, an embodiment of the planetary gear stages with simple planetary gear sets or double planetary gear sets can deviate from the illustrated embodiment. In kinematically equivalent manner, it is for example possible to replace a Einfachplanetenradsatz by a Doppelplanetenradsatz, in addition to a kinematic same mode of action additionally in particular a stationary translation of the planetary gear must be adjusted. In particular, in a training by means of a Doppelplanetenradsatzes basically a connection of a sun gear and a planet, a ring gear and a planet carrier or a sun gear and a ring gear are exchanged, for a kinematically same mode of action additionally in particular a level translation of the planetary must be adjusted.

Die Begriffe „axial” und „radial” sind im Folgenden insbesondere auf die Hauptrotationsachse des Hybrid-Mehrstufengetriebes bezogen, sodass der Ausdruck „axial” insbesondere eine Richtung bezeichnet, die parallel oder koaxial zu der Hauptrotationsachse verläuft. Ferner bezeichnet der Ausdruck „radial” insbesondere eine Richtung, die senkrecht zu der Hauptrotationsachse verläuft.The terms "axial" and "radial" are referred to below in particular to the main axis of rotation of the hybrid multistage transmission, so that the expression "axially" in particular denotes a direction which is parallel or coaxial with the main axis of rotation. Further, the term "radial" refers particularly to a direction which is perpendicular to the main axis of rotation.

Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Figurenbeschreibung. In den Figuren sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Figuren, die Figurenbeschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.Further advantages will become apparent from the following description of the figures. In the figures, two embodiments of the invention are shown. The figures, the description of the figures and the claims contain numerous features in combination. The person skilled in the art will expediently also consider the features individually and combine them into meaningful further combinations.

Dabei zeigen:Showing:

1 ein Getriebeschema eines erfindungsgemäßen Hybrid-Mehrstufengetriebes, 1 a transmission diagram of a hybrid multi-speed transmission according to the invention,

2 ein Schaltschema für das Hybrid-Mehrstufengetriebe aus 1, und 2 a circuit diagram for the hybrid multi-speed transmission 1 , and

3 ein Getriebeschema mit einer gestapelten Anordnung von Planetenradstufen. 3 a transmission scheme with a stacked arrangement of planetary gear stages.

Die 1 und 2 zeigen ein Getriebeschema sowie ein Schaltschema eines Hybrid-Mehrstufengetriebes. Das Hybrid-Mehrstufengetriebe ist als ein Kraftfahrzeuggetriebe ausgestaltet. Es weist genau drei Planetenradstufen P1a, P2a, P3a auf. Die erste Planetenradstufe P1a, die zweite Planetenradstufe P2a und die dritte Planetenradstufe P3a sind in dem Ausführungsbeispiel in 1 entlang einer Hauptrotationsachse hintereinander angeordnet.The 1 and 2 show a transmission scheme and a circuit diagram of a hybrid multi-speed transmission. The hybrid multi-speed transmission is designed as a motor vehicle transmission. It has exactly three planetary gear stages P1a, P2a, P3a. The first planetary gear P1a, the second planetary gear P2a and the third planetary gear P3a are in the embodiment in 1 arranged one behind the other along a main axis of rotation.

Das Hybrid-Mehrstufengetriebe ist zur Anbindung von zwei Elektromotoren EM1a, EM2a vorgesehen. Das Hybrid-Mehrstufengetriebe bildet in Verbindung mit den zwei Elektromotoren EM1a, EM2a und einer Brennkraftmaschine BKM1a ein Hybridantriebsmodul aus, welches zur Schaltung unterschiedlicher Getriebegänge und/oder Fahrmodi vorgesehen ist, in denen Leistungsflüsse aus der Brennkraftmaschine BKM1a und/oder den Elektromotoren EM1a, EM2a unterschiedlich kombiniert oder geleitet werden. Das Hybrid-Mehrstufengetriebe weist genau drei Kupplungseinheiten C1a, C2a, C3a und genau zwei Bremseinheiten B1a, B2a auf, die zur Schaltung der Planetenradstufen P1a, P2a, P3a vorgesehen sind. Die Kupplungseinheiten C1a, C2a, C3a und die Bremseinheiten B1a, B2a sind wirkungsmäßig innerhalb eines durch die Planetenradstufe P1a, P2a, P3a ausgebildeten Zahnradsatzes angeordnet. Die Kupplungseinheiten C1a, C2a, C3a sind dazu vorgesehen, unterschiedliche Wirkverbindungen zwischen den Planetenradstufen P1a, P2a, P3a untereinander herzustellen. Die Bremseinheiten B1a, B2a sind dazu vorgesehen, unterschiedliche Wirkverbindungen zwischen den Planetenradstufen P1a, P2a, P3a und einem Getriebegehäuse 12a herzustellen. Das Hybrid-Mehrstufengetriebe ist konstruktiv dazu vorgesehen, zumindest sechs unterschiedlich übersetzte verbrennungsmotorische Vorwärtsgetriebegänge V1a, V2a, V3a, V4a, V5a, V6a, drei elektromotorische Vorwärtsgetriebegänge E1a, E2a, E3a und fünf leistungsverzweigte EVT-Fahrbereiche EVT1a–EVT5a zu schalten. Ein Rückwärtsgetriebegang ist insbesondere mittels eines der EVT-Fahrbereiche EVT1a–EVT5a oder mittels einer der elektromotorischen Vorwärtsgetriebegänge E1a–E3a darstellbar. Eine Anzahl der tatsächlich verwendeten verbrennungsmotorischen Vorwärtsgetriebegänge V1a–V6a, der tatsächlich verwendeten elektromotorischen Vorwärtsgetriebegänge E1a–E3a und/oder der tatsächlich verwendeten EVT-Fahrbereiche EVT1a–EVT5a kann dabei in Abhängigkeit von einer Betriebsstrategie eingeschränkt sein, beispielsweise elektronisch durch eine entsprechend programmierte Steuer- und Regeleinheit.The hybrid multi-speed transmission is designed to connect two electric motors EM1a, EM2a. The hybrid multi-speed transmission forms in conjunction with the two electric motors EM1a, EM2a and an internal combustion engine BKM1a a hybrid drive module, which is provided for switching different gears and / or driving modes in which power flows from the engine BKM1a and / or the electric motors EM1a, EM2a different combined or directed. The hybrid multi-speed transmission has exactly three clutch units C1a, C2a, C3a and exactly two brake units B1a, B2a, which are provided for switching the planetary gear P1a, P2a, P3a. The clutch units C1a, C2a, C3a and the brake units B1a, B2a are operatively arranged within a gear set formed by the planetary gear P1a, P2a, P3a. The coupling units C1a, C2a, C3a are intended to produce different operative connections between the planetary gear stages P1a, P2a, P3a with each other. The brake units B1a, B2a are provided to different active connections between the planetary gear P1a, P2a, P3a and a transmission housing 12a manufacture. The hybrid multi-speed transmission is structurally designed to shift at least six different-ratio internal combustion engine forward gears V1a, V2a, V3a, V4a, V5a, V6a, three forward electromotive gears E1a, E2a, E3a and five power-split EVT travel ranges EVT1a-EVT5a. A reverse gear can be represented in particular by means of one of the EVT driving ranges EVT1a-EVT5a or by means of one of the electromotive forward gears E1a-E3a. A number of the actually used internal combustion engine forward gears V1a-V6a, the actually used forward electric motor gears E1a-E3a and / or the actually used EVT travel ranges EVT1a-EVT5a can be restricted depending on an operating strategy, for example electronically by a correspondingly programmed control and control unit.

Mögliche Lastschaltungen zwischen den verbrennungsmotorischen Vorwärtsgetriebegängen V1a–V6a, den elektromotorischen Vorwärtsgetriebegängen E1a–E3a und den EVT-Fahrbereichen EVT1a–EVT5a ergeben sich unmittelbar aus dem Schaltschema in 2. Eine Lastschaltung ist dabei insbesondere immer dann möglich, wenn in einem Schaltvorgang höchstens eine der Bremseinheiten B1a, B2a oder Kupplungseinheiten C1a, C2a, C3a geschlossen wird und/oder höchstens eine der Bremseinheiten B1a, B2a oder Kupplungseinheiten C1a, C2a, C3a geöffnet wird, d. h. wenn ein Leistungsfluss von einer der Bremseinheiten B1a, B2a oder Kupplungseinheiten C1a, C2a, C3a an eine andere der Bremseinheiten B1a, B2a oder Kupplungseinheiten C1a, C2a, C3a übergeben wird oder wenn ein Schaltzustand von lediglich einer der Bremseinheiten B1a, B2a oder Kupplungseinheiten C1a, C2a, C3a verändert wird. Insbesondere die verbrennungsmotorischen Vorwärtsgetriebegänge V1a–V6a sind untereinander zumindest sequentiell lastschaltbar.Possible load circuits between the internal combustion engine forward gears V1a-V6a, the forward electric motor gears E1a-E3a and the EVT travel ranges EVT1a-EVT5a result directly from the circuit diagram in FIG 2 , A load circuit is in particular always possible if in a switching operation at most one of the brake units B1a, B2a or clutch units C1a, C2a, C3a is closed and / or at most one of the brake units B1a, B2a or clutch units C1a, C2a, C3a is opened, ie when a power flow is supplied from one of the brake units B1a, B2a or clutch units C1a, C2a, C3a to another one of the brake units B1a, B2a or clutch units C1a, C2a, C3a, or when a shift state of only one of the brake units B1a, B2a or clutch units C1a, C2a, C3a is changed. In particular, the internal combustion engine forward gears V1a-V6a are mutually at least sequentially power shiftable.

Das Hybrid-Mehrstufengetriebe ist dazu vorgesehen, die Brennkraftmaschine BKM1a und die Elektromotoren EM1a, EM2a mit zumindest einem nicht näher dargestellten Achsantrieb für einen Antrieb von Antriebsrädern des Kraftfahrzeugs zu verbinden. Mittels des Hybrid-Mehrstufengetriebes kann ein Übersetzungsverhältnis zwischen der Brennkraftmaschine BKM1a, den Elektromotoren EM1a, EM2a und dem Achsantrieb eingestellt werden.The hybrid multistage transmission is intended to connect the internal combustion engine BKM1a and the electric motors EM1a, EM2a with at least one axle drive not shown for driving drive wheels of the motor vehicle. By means of the hybrid multi-speed transmission, a transmission ratio between the internal combustion engine BKM1a, the electric motors EM1a, EM2a and the final drive can be adjusted.

Das Hybrid-Mehrstufengetriebe weist ein BKM-Anbindungselement 10a auf, das dazu vorgesehen ist, ein von der Brennkraftmaschine BKM1a abgegebenes Antriebsmoment in das Hybrid-Mehrstufengetriebe einzuleiten. Das BKM-Anbindungselement 10a ist dazu vorgesehen, in montiertem Zustand drehfest mit einer Kurbelwelle der Brennkraftmaschine BKM1a verbunden zu werden. Grundsätzlich können zwischen dem BKM-Anbindungselement 10a und der Brennkraftmaschine BKM1a weitere Bauteile, wie beispielsweise ein Schwingungsdämpfer, eine Anfahrkupplung, eine Trennkupplung oder ein Drehmomentwandler, angeordnet sein. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Kurbelwelle der Brennkraftmaschine BKM1a und das BKM-Anbindungselement 10a permanent drehfest miteinander verbunden.The hybrid multi-speed transmission has a BKM connection element 10a on, which is intended to initiate a given by the internal combustion engine BKM1a drive torque in the hybrid multi-speed transmission. The BKM connection element 10a is intended to be rotatably connected in the assembled state with a crankshaft of the internal combustion engine BKM1a. Basically, between the BKM connection element 10a and the internal combustion engine BKM1a other components, such as a vibration damper, a starting clutch, a clutch or a torque converter, be arranged. In the illustrated embodiment, the crankshaft of the internal combustion engine BKM1a and the BKM-connection element 10a permanently rotatably connected.

Zur Anbindung der Elektromotoren EM1a, EM2a umfasst das Hybrid-Mehrstufengetriebe zwei EM-Anbindungselemente 13a, 14a. Die EM-Anbindungselemente 13a, 14a sind in dem dargestellten Ausführungsbeispiel jeweils permanent drehfest mit einem Rotor des entsprechenden Elektromotors EM1a, EM2a verbunden. Die EM-Anbindungselemente 13a, 14a sind in dem dargestellten Ausführungsbeispiel einstückig mit dem Rotor des entsprechenden Elektromotors EM1a, EM2a ausgebildet.To connect the electric motors EM1a, EM2a, the hybrid multistage transmission comprises two EM connection elements 13a . 14a , The EM connection elements 13a . 14a In the illustrated embodiment, in each case permanently non-rotatably connected to a rotor of the corresponding electric motor EM1a, EM2a. The EM connection elements 13a . 14a are integrally formed with the rotor of the corresponding electric motor EM1a, EM2a in the illustrated embodiment.

Grundsätzlich können die Elektromotoren EM1a, EM2a aber auch von dem entsprechenden EM-Anbindungselement 13a, 14a abkoppelbar sein, beispielsweise durch eine Kupplung oder einen Freilauf, der zwischen dem Rotor des Elektromotors EM1a, EM2a und dem entsprechenden EM-Anbindungselement 13a, 14a angeordnet ist. Ebenfalls möglich ist es, die Elektromotoren EM1a, EM2a mittels einer zusätzlichen Übersetzungsstufe an das jeweilige EM-Anbindungselement 13a, 14a anzubinden, beispielsweise mittels eines Stirnradtriebs, eines Ketten- oder Riementriebs oder eines Planetenradsatzes. Insbesondere ist auch eine Ausgestaltung denkbar, bei der die Elektromotoren EM1a, EM2a achsparallel versetzt zu der Hauptrotationsachse angeordnet sind. Insbesondere für den ersten Elektromotor EM1a ist eine Anbindung mittels einer Übersetzungsstufe vorteilhaft, da hierdurch der erste Elektromotor EM1a in einer Side-by-Side-Anordnung parallel versetzt zu der Brennkraftmaschine BKM1a angeordnet werden kann. Grundsätzlich ist es weiter denkbar, dass an das Hybrid-Mehrstufengetriebe lediglich ein einzelner Elektromotor angebunden ist oder dass auf eine Anbindung von Elektromotoren verzichtet wird.In principle, the electric motors EM1a, EM2a but also of the corresponding EM-connecting element 13a . 14a be decoupled, for example, by a clutch or a freewheel, between the rotor of the electric motor EM1a, EM2a and the corresponding EM-connection element 13a . 14a is arranged. It is also possible, the electric motors EM1a, EM2a by means of an additional translation stage to the respective EM-connection element 13a . 14a connect, for example by means of a spur gear, a chain or belt drive or a planetary gear set. In particular, a configuration is also conceivable in which the electric motors EM1a, EM2a are arranged offset in the axial direction offset from the main axis of rotation. In particular, for the first electric motor EM1a a connection by means of a translation stage is advantageous, since in this way the first electric motor EM1a can be arranged parallel to the internal combustion engine BKM1a in a side-by-side arrangement parallel. In principle, it is also conceivable that only a single electric motor is connected to the hybrid multi-speed transmission or that is dispensed with a connection of electric motors.

Weiter weist das Hybrid-Mehrstufengetriebe ein Getriebeausgangselement 11a auf, das dazu vorgesehen ist, ein Antriebsmoment aus dem Hybrid-Mehrstufengetriebe auszuleiten. Das Getriebeausgangselement 11a ist permanent drehfest mit dem Achsantrieb des Kraftfahrzeugs verbunden. Dem Getriebeausgangselement 11a können unterschiedliche Module nachgeschaltet werden, mittels derer das aus dem Hybrid-Mehrstufengetriebe ausgeleitete Moment auf die Antriebsräder verteilt werden kann, wie beispielsweise ein Differentialgetriebe, das für einen Drehzahlausgleich zwischen den Antriebsrädern vorgesehen ist, oder ein Allradantriebsmodul, das das Antriebsmoment auf zwei verschiedene Antriebsachsen verteilt. Das BKM-Anbindungselement 10a und das Getriebeausgangselement 11a können grundsätzlich beliebig zueinander angeordnet sein. Das dargestellte Hybrid-Mehrstufengetriebe ist insbesondere für einen Front-Quereinbau vorgesehen, bei welchem das Getriebeausgangselement 11a axial zwischen der dritten Planetenradstufe P3a und dem zweiten EM-Anbindungselement 14a liegt. Grundsätzlich ist auch eine koaxiale Anordnung auf gegenüberliegenden Seiten des Hybrid-Mehrstufengetriebes denkbar, insbesondere wenn das Hybrid-Mehrstufengetriebe für einen Front-Längseinbau vorgesehen sein soll. Zur Umgestaltung des Hybrid-Mehrstufengetriebes ist es möglich, die Planetenradstufen P1a, P2a, P3a, die Bremseinheiten B1a, B2a, die Kupplungseinheiten C1a, C2a, C3a und/oder die EM-Anbindungselemente 13a, 14a umzuordnen.Furthermore, the hybrid multi-speed transmission has a transmission output element 11a on, which is intended to derive a drive torque from the hybrid multi-speed transmission. The transmission output element 11a is permanently connected rotationally fixed to the final drive of the motor vehicle. The transmission output element 11a different modules can be followed, by means of which the output from the hybrid multi-step transmission torque can be distributed to the drive wheels, such as a differential gear, which is provided for a speed compensation between the drive wheels, or an all-wheel drive module that distributes the drive torque to two different drive axles , The BKM connection element 10a and the transmission output member 11a can basically be arranged arbitrarily to each other. The illustrated hybrid multi-speed transmission is particularly intended for a front transverse installation, in which the transmission output element 11a axially between the third planetary gear P3a and the second EM-connection element 14a lies. In principle, a coaxial arrangement on opposite sides of the hybrid multi-speed transmission is also conceivable, in particular if the hybrid multi-speed transmission is to be provided for front longitudinal installation. To redesign the hybrid multi-speed transmission, it is possible, the planetary gear P1a, P2a, P3a, the brake units B1a, B2a, the clutch units C1a, C2a, C3a and / or the EM-connection elements 13a . 14a rearrange.

Die erste Planetenradstufe P1a ist entlang der Hauptrotationsachse auf einer dem BKM-Anbindungselement 10a zugewandten Seite der zweiten Planetenradstufe P2a angeordnet. Die erste Planetenradstufe P1a weist einen Einfachplanetenradsatz auf und umfasst ein erstes Sonnenrad P11a, ein erstes Hohlrad P13a und einen ersten Planetenradträger P12a. Der Planetenradträger P12a führt Planetenräder P14a auf einer Kreisbahn. Die Planetenräder P14a kämmen mit dem Sonnenrad P11a und mit dem Hohlrad P13a. Die Planetenräder P14a sind drehbar auf dem Planetenradträger P12a gelagert.The first planetary gear P1a is along the main axis of rotation on a the BKM-connection element 10a facing side of the second planetary gear P2a arranged. The first planetary gear P1a has a Einfachplanetenradsatz and includes a first sun P11a, a first ring gear P13a and a first planet P12a. The planet carrier P12a leads planetary gears P14a on a circular path. The planet gears P14a mesh with the sun gear P11a and with the ring gear P13a. The planetary gears P14a are rotatably supported on the planet carrier P12a.

Die zweite Planetenradstufe P2a ist entlang der Hauptrotationsachse auf einer dem BKM-Anbindungselement 10a abgewandten Seite der ersten Planetenradstufe P1a angeordnet. Die zweite Planetenradstufe P2a weist einen Einfachplanetenradsatz auf und umfasst ein zweites Sonnenrad P21a, ein zweites Hohlrad P23a und einen zweiten Planetenradträger P22a. Der Planetenradträger P22a führt Planetenräder P24a auf einer Kreisbahn. Die Planetenräder P24a kämmen mit dem Sonnenrad P21a und mit dem Hohlrad P23a. Die Planetenräder P24a sind drehbar auf dem Planetenradträger P22a gelagert.The second planetary gear P2a is along the main axis of rotation on a the BKM-connection element 10a arranged opposite side of the first planetary gear P1a. The second planetary gear P2a has a simple planetary gearset and includes a second sun gear P21a, a second ring gear P23a, and a second planetary gear carrier P22a. The planet P22a leads planetary gears P24a on a circular path. The planet gears P24a mesh with the sun gear P21a and with the ring gear P23a. The planetary gears P24a are rotatably supported on the planet carrier P22a.

Die dritte Planetenradstufe P3a ist entlang der Hauptrotationsachse auf einer dem BKM-Anbindungselement 10a abgewandten Seite der zweiten Planetenradstufe P2a angeordnet. Die dritte Planetenradstufe P3a weist einen Einfachplanetenradsatz auf und umfasst ein drittes Sonnenrad P31a, ein drittes Hohlrad P33a und einen dritten Planetenradträger P32a. Der Planetenradträger P32a führt Planetenräder P34a auf einer Kreisbahn. Die Planetenräder P34a kämmen mit dem Sonnenrad P31a und mit dem Hohlrad P33a. Die Planetenräder P34a sind drehbar auf dem Planetenradträger P32a gelagert.The third planetary gear P3a is along the main axis of rotation on a the BKM-connection element 10a opposite side of the second planetary gear P2a arranged. The third planetary gear P3a has a Einfachplanetenradsatz and includes a third sun P31a, a third ring gear P33a and a third planet P32a. The planet carrier P32a leads planetary gears P34a on a circular path. The planet gears P34a mesh with the sun gear P31a and with the ring gear P33a. The planetary gears P34a are rotatably supported on the planet carrier P32a.

Die drei Kupplungseinheiten C1a, C2a, C3a weisen jeweils ein erstes drehbar gelagertes Kopplungselement C11a, C21a, C31a und ein zweites drehbar gelagertes Kopplungselement C12a, C22a, C32a auf. Die Kupplungseinheiten C1a, C2a, C3a sind jeweils dazu vorgesehen, ihre beiden Kopplungselemente C11a, C12a, C21a, C22a, C31a, C32a drehfest miteinander zu verbinden. Beide Kopplungselemente C11a, C12a, C21a, C22a, C31a, C32a der jeweiligen Kupplungseinheit C1a, C2a, C3a sind dabei mit zumindest einem der Sonnenräder P11a, P21a, P31a, einem der Planetenradträger P12a, P22a, P32a und/oder einem der Hohlräder P13a, P23a, P33a permanent drehfest verbunden.The three coupling units C1a, C2a, C3a each have a first rotatably mounted coupling element C11a, C21a, C31a and a second rotatably mounted coupling element C12a, C22a, C32a. The coupling units C1a, C2a, C3a are each provided to non-rotatably connect their two coupling elements C11a, C12a, C21a, C22a, C31a, C32a. Both coupling elements C11a, C12a, C21a, C22a, C31a, C32a of the respective coupling unit C1a, C2a, C3a are connected to at least one of the sun gears P11a, P21a, P31a, one of the planetary carrier P12a, P22a, P32a and / or one of the ring gears P13a, P23a, P33a permanently rotatably connected.

Die zwei Bremseinheiten B1a, B2a weisen jeweils ein drehbar gelagertes Kopplungselement B11a, B21a und ein gehäusefest angeordnetes Kopplungselement B12a, B22a auf. Die Bremseinheiten B1a, B2a sind jeweils dazu vorgesehen, ihr drehbar gelagertes Kopplungselement B11a, B21a drehfest mit dem Getriebegehäuse 12a zu verbinden. Das drehbar gelagerte Kopplungselement B11a, B21a der jeweiligen Bremseinheit B1a, B2a ist dabei mit zumindest einem der Sonnenräder P11a, P21a, P31a, einem der Planetenradträger P12a, P22a, P32a und/oder einem der Hohlräder P13a, P23a, P33a permanent drehfest verbunden. Das gehäusefest angeordnete Kopplungselement B12a, B22a der jeweiligen Bremseinheit B1a, B2a ist permanent drehfest mit dem Getriebegehäuse 12a verbunden.The two brake units B1a, B2a each have a rotatably mounted coupling element B11a, B21a and a housing fixedly arranged coupling element B12a, B22a. The brake units B1a, B2a are each provided to rotatably support their rotatably mounted coupling element B11a, B21a rotationally fixed to the transmission housing 12a connect to. The rotatably mounted coupling element B11a, B21a of the respective brake unit B1a, B2a is permanently connected to at least one of the sun gears P11a, P21a, P31a, one of the planet P12a, P22a, P32a and / or one of the ring gears P13a, P23a, P33a permanently rotatably connected. The housing-fixedly arranged coupling element B12a, B22a of the respective brake unit B1a, B2a is permanently non-rotatable with the transmission housing 12a connected.

Die Kupplungseinheit C3a und die Bremseinheit B2a sind vorzugsweise formschlüssig ausgebildet. Die Kupplungseinheiten C1a, C2a und die Bremseinheit B1a sind in dem dargestellten Ausführungsbeispiel reibschlüssig ausgebildet. Grundsätzlich können die Kupplungseinheiten C1a, C2a, C3a und die Bremseinheiten B1a, B2a jeweils rein formschlüssig, reib- und formschlüssig oder rein reibschlüssig ausgebildet werden. The coupling unit C3a and the brake unit B2a are preferably formed positively. The coupling units C1a, C2a and the brake unit B1a are frictionally engaged in the illustrated embodiment. In principle, the coupling units C1a, C2a, C3a and the brake units B1a, B2a can each be embodied in a purely positive-locking, frictional and positive-locking or purely frictionally engaged manner.

Die formschlüssig ausgebildete Kupplungseinheit C3a und die formschlüssig ausgebildete Bremseinheit B2a sind in Form von Klauenkupplungen ausgebildet. Sie umfassen jeweils eine nicht näher dargestellte Schiebemuffe, die zur Herstellung der drehfesten, formschlüssigen Verbindung zwischen den zwei Kopplungselementen C31a, C32a, B21a, B22a der entsprechenden Kupplungseinheit C3a oder Bremseinheit B2a vorgesehen ist. Die formschlüssig ausgebildete Kupplungseinheit C3a und die formschlüssig ausgebildete Bremseinheit B2a können grundsätzlich jeweils eine nicht näher dargestellte Synchronisierung aufweisen, sind vorzugsweise jedoch rein formschlüssig schaltend ausgebildet.The form-fitting coupling unit C3a and the form-locking brake unit B2a are designed in the form of jaw clutches. They each include a sliding sleeve, not shown, which is provided for producing the rotationally fixed, positive connection between the two coupling elements C31a, C32a, B21a, B22a of the corresponding coupling unit C3a or brake unit B2a. The form-fitting trained coupling unit C3a and the form-fitting trained brake unit B2a may in principle each have a synchronization not shown in detail, but are preferably formed purely form-fitting switching.

Die reibschlüssig ausgebildeten Kupplungseinheiten C1a, C2a und die reibschlüssig ausgebildete Bremseinheit B1a sind in Form von Lamellenkupplungen bzw. einer Lamellenbremse ausgebildet. Sie weisen jeweils ein nicht näher dargestelltes Lamellenpaket auf, das zur Herstellung der drehfesten, reibschlüssigen Verbindung zwischen den beiden Kopplungselementen C11a, C12a, C21a, C22a, B11a, B12a der Kupplungseinheiten C1a, C2a und der Bremseinheit B1a vorgesehen ist.The frictional coupling units C1a, C2a and the frictional brake unit B1a formed in the form of multi-plate clutches or a multi-disc brake. They each have a disc pack not shown in detail, which is provided for producing the rotationally fixed, frictional connection between the two coupling elements C11a, C12a, C21a, C22a, B11a, B12a of the coupling units C1a, C2a and the brake unit B1a.

Zur Verbindung der Planetenradstufen P1a, P2a, P3a untereinander und mit den Kopplungselementen B11a–C32a umfasst das Hybrid-Mehrstufengetriebe eine Mehrzahl von Getriebewellen 15a, 16a, 17a, 18a, 19a. Die Getriebewellen 16a, 17a, 18a, 19a, die als Zwischenwellen ausgeführt sind, sind zur Übertragung eines Leistungsflusses innerhalb des durch die Planetenradstufen P1a, P2a, P3a ausgebildeten Zahnradsatzes vorgesehen. Jede der Getriebewellen 16a, 17a, 18a, 19a verbindet zumindest zwei der Sonnenräder P11a, P21a, P31a, Planetenradträger P12a, P22a, P32a, Hohlräder P13a, P23a, P33a und/oder Kopplungselemente B11a–C32a permanent drehfest miteinander.For connecting the planetary gear stages P1a, P2a, P3a with each other and with the coupling elements B11a-C32a, the hybrid multi-speed transmission comprises a plurality of transmission shafts 15a . 16a . 17a . 18a . 19a , The gear shafts 16a . 17a . 18a . 19a , which are designed as intermediate shafts, are provided for transmitting a power flow within the gear set formed by the planetary gear sets P1a, P2a, P3a. Each of the transmission shafts 16a . 17a . 18a . 19a connects at least two of the sun gears P11a, P21a, P31a, planet carrier P12a, P22a, P32a, ring gears P13a, P23a, P33a and / or coupling elements B11a-C32a permanent rotation with each other.

Die erste Getriebewelle 15a ist als eine Getriebeeingangswelle ausgeführt. Das BKM-Anbindungselement 10a, das zur permanent drehfesten Verbindung mit der Brennkraftmaschine BKM1a vorgesehen ist, ist permanent drehfest mit der Getriebewelle 15a verbunden. Die Getriebewelle 15a verbindet das BKM-Anbindungselement 10a und den ersten Planetenradträger P12a permanent drehfest miteinander. Die Getriebewelle 15a ist auf einer dem BKM-Anbindungselement 10a zugewandten Seite der ersten Planetenradstufe P1a an den ersten Planetenradträger P12a angebunden. Sie begrenzt das Hybrid-Mehrstufengetriebe auf der dem BKM-Anbindungselement 10a zugewandten Seite.The first gear shaft 15a is designed as a transmission input shaft. The BKM connection element 10a , which is provided for permanently non-rotatable connection with the internal combustion engine BKM1a, is permanently non-rotatable with the transmission shaft 15a connected. The transmission shaft 15a connects the BKM attachment element 10a and the first planet P12a permanent rotation with each other. The transmission shaft 15a is on a the BKM attachment element 10a facing side of the first planetary gear P1a connected to the first planet P12a. It limits the hybrid multi-speed transmission on the BKM connection element 10a facing side.

Die zweite Getriebewelle 16a verbindet das erste Sonnenrad P11a, das erste Kopplungselement C31a der Kupplungseinheit C3a und das zweite EM-Anbindungselement 14a permanent drehfest miteinander. Die Getriebewelle 16a durchsetzt die zweite Planetenradstufe P2a und die dritte Planetenradstufe P3a. Die Getriebewelle 16a begrenzt das Hybrid-Mehrstufengetriebe auf einer dem BKM-Anbindungselement 10a abgewandten Seite.The second gear shaft 16a connects the first sun gear P11a, the first coupling element C31a of the coupling unit C3a and the second EM connecting element 14a permanently rotatable with each other. The transmission shaft 16a passes through the second planetary gear P2a and the third planetary gear P3a. The transmission shaft 16a limits the hybrid multi-speed transmission on a the BKM-connection element 10a opposite side.

Die dritte Getriebewelle 17a verbindet das erste Hohlrad P13a, das zweite Kopplungselement C22a der Kupplungseinheit C2a, das zweite Sonnenrad P21a und das erste Kopplungselement C11a der Kupplungseinheit C1a permanent drehfest miteinander. Ausgehend von dem ersten Hohlrad P13a ist die Getriebewelle 17a axial zwischen der ersten Planetenradstufe P1a und der zweiten Planetenradstufe P2a radial nach innen geführt. Zur Anbindung des Kopplungselements C11a durchsetzt die Getriebewelle 17a die zweite Planetenradstufe P2a. Die Getriebewelle 17a ist teilweise als eine Hohlwelle ausgeführt und wird von der Getriebewelle 16a durchsetzt.The third gear shaft 17a connects the first ring gear P13a, the second coupling element C22a of the coupling unit C2a, the second sun gear P21a and the first coupling element C11a of the clutch unit C1a permanently rotatably together. Starting from the first ring gear P13a is the transmission shaft 17a axially guided radially inwardly between the first planetary gear P1a and the second planetary gear P2a. To connect the coupling element C11a passes through the transmission shaft 17a the second planetary gear P2a. The transmission shaft 17a is partially designed as a hollow shaft and is from the transmission shaft 16a interspersed.

Die vierte Getriebewelle 18a verbindet das erste Kopplungselement C21a der zweiten Kupplungseinheit C2a, den zweiten Planetenradträger P22a und das dritte Hohlrad P33a permanent drehfest miteinander. Die Getriebewelle 18a ist, ausgehend von dem Kopplungselement C21a, durch die zweite Planetenradstufe P2a hindurchgeführt und radial außen an das Hohlrad P33a der dritten Planetenradstufe P3a angebunden.The fourth gear shaft 18a connects the first coupling element C21a of the second coupling unit C2a, the second planet P22a and the third ring gear P33a permanently rotatably together. The transmission shaft 18a is, starting from the coupling element C21a, passed through the second planetary gear P2a and connected radially outward to the ring gear P33a of the third planetary gear P3a.

Die fünfte Getriebewelle 19a verbindet das dritte Sonnenrad P31a, das zweite Kopplungselement C32a der dritten Kupplungseinheit C3a und das erste Kopplungselement B11a der ersten Bremseinheit B1a permanent drehfest miteinander.The fifth gear shaft 19a The third sun gear P31a, the second coupling element C32a of the third coupling unit C3a and the first coupling element B11a of the first brake unit B1a permanently non-rotatably connect with each other.

Das erste Kopplungselement B21a der zweiten Bremseinheit B2a ist direkt permanent drehfest mit dem zweiten Hohlrad P23a verbunden. Das Getriebeausgangselement 11a und das zweite Kopplungselement C12a der ersten Kupplungseinheit C1a sind direkt permanent drehfest mit dem dritten Planetenradträger P32a verbunden.The first coupling element B21a of the second brake unit B2a is directly permanently non-rotatably connected to the second ring gear P23a. The transmission output element 11a and the second coupling element C12a of the first coupling unit C1a are directly permanently non-rotatably connected to the third planet carrier P32a.

Ein Teil der Kupplungseinheiten C2a, C3a und sämtliche Bremseinheiten B1a, B2a sind außenliegend ausgeführt, d. h. eine Betätigungsmittelversorgung der Kupplungseinheiten C2a, C3a und der Bremseinheiten B1a, B2a ist ohne ein Durchführen eines Betätigungsmittels durch ein drehbar gelagertes Getriebeelement realisierbar. Die Kupplungseinheit C1a ist innenliegend ausgeführt, d. h. die Betätigungsmittelversorgung der Kupplungseinheit C1a ist durch ein Durchführen des Betätigungsmittels durch ein drehbar gelagertes Getriebeelement erforderlich. Sämtliche Kupplungseinheiten C1a, C2a, C3a und Bremseinheiten B1a, B2a sind hydraulisch betätigt.A part of the coupling units C2a, C3a and all the brake units B1a, B2a are designed on the outside, ie an actuating means supply of the coupling units C2a, C3a and the brake units B1a, B2a is rotatable without performing an actuating means stored transmission element realized. The coupling unit C1a is designed on the inside, ie the actuating means supply of the coupling unit C1a is required by performing the actuating means by a rotatably mounted gear member. All coupling units C1a, C2a, C3a and brake units B1a, B2a are hydraulically actuated.

Die erste Kupplungseinheit C1a ist axial zwischen der zweiten Planetenradstufe P2a und der dritten Planetenradstufe P3a angeordnet. Radial ist die Kupplungseinheit C1a innerhalb der Getriebewelle 18a angeordnet. Die Kupplungseinheit C1a ist innenliegend ausgeführt. Sie ist in den verbrennungsmotorischen Vorwärtsgetriebegängen V2a, V4a, V6a, dem elektromotorischen Vorwärtsgetriebegang E3a und dem EVT-Fahrbereich EVT5a geschlossen.The first clutch unit C1a is arranged axially between the second planetary gear P2a and the third planetary gear P3a. Radial is the clutch unit C1a within the gear shaft 18a arranged. The coupling unit C1a is designed on the inside. It is closed in the internal combustion engine forward gears V2a, V4a, V6a, the forward electric motor gear E3a and the EVT driving range EVT5a.

Die zweite Kupplungseinheit C2a ist axial zwischen der ersten Planetenradstufe P1a und der zweiten Planetenradstufe P2a angeordnet. Die Kupplungseinheit C2a ist außenliegend ausgeführt. Sie ist in den verbrennungsmotorischen Vorwärtsgetriebegängen V3a, V4a, V5a, dem elektromotorischen Vorwärtsgetriebegang E2a und den EVT-Fahrbereichen EVT3a, EVT4a, EVT5a geschlossen.The second clutch unit C2a is arranged axially between the first planetary gear P1a and the second planetary gear P2a. The coupling unit C2a is designed on the outside. It is closed in the forward internal combustion engine gears V3a, V4a, V5a, the forward electric motor gear E2a and the EVT travel ranges EVT3a, EVT4a, EVT5a.

Die dritte Kupplungseinheit C3a ist axial auf einer dem BKM-Anbindungselement 10a abgewandten Seite der dritten Planetenradstufe P3a angeordnet. Radial ist die Kupplungseinheit C3a innerhalb der Bremseinheit B1a und des zweiten EM-Anbindungselements 14a angeordnet. Die Kupplungseinheit C3a ist außenliegend ausgeführt. Sie ist in sämtlichen verbrennungsmotorischen Vorwärtsgetriebegängen V1a–V6a und den EVT-Fahrbereichen EVT2a, EVT3a geschlossen.The third clutch unit C3a is axially on a the BKM-connection element 10a remote side of the third planetary gear P3a arranged. Radially, the clutch unit C3a is within the brake unit B1a and the second EM-connection member 14a arranged. The coupling unit C3a is outboard. It is closed in all internal combustion engine forward gears V1a-V6a and the EVT driving ranges EVT2a, EVT3a.

Die erste Bremseinheit B1a ist axial zwischen der dritten Planetenradstufe P3a und dem zweiten EM-Anbindungselement 13a angeordnet. Die erste Bremseinheit B1a ist in den verbrennungsmotorischen Vorwärtsgetriebegängen V1a, V5a, V6a, den elektromotorischen Vorwärtsgetriebegängen E1a, E2a und den EVT-Fahrbereichen EVT1a, EVT4a geschlossen.The first brake unit B1a is axially between the third planetary gear P3a and the second EM-connection element 13a arranged. The first brake unit B1a is closed in the forward engine transfer gears V1a, V5a, V6a, the forward electric motor gears E1a, E2a, and the EVT travel ranges EVT1a, EVT4a.

Die zweite Bremseinheit B2a ist axial in Höhe der zweiten Planetenradstufe P2a angeordnet. Die zweite Bremseinheit B2a ist in den verbrennungsmotorischen Vorwärtsgetriebegängen V1a, V2a, V3a, dem elektromotorischen Vorwärtsgetriebegang E1a und den EVT-Fahrbereichen EVT1a, EVT2a geschlossen.The second brake unit B2a is arranged axially in the amount of the second planetary gear P2a. The second brake unit B2a is closed in the forward engine internal combustion engine gears V1a, V2a, V3a, the forward electric motor transmission E1a, and the EVT travel ranges EVT1a, EVT2a.

In 2 ist dargestellt, wie durch Schließen der einzelnen Kupplungseinheiten C1a, C2a, C3a und Bremseinheiten B1a, B2a die verbrennungsmotorischen Vorwärtsgetriebegänge V1a, V2a, V3, V4, V5, V6a, die elektromotorischen Vorwärtsgetriebegänge E1a, E2a, E3a und die EVT-Fahrbereiche EVT1a–EVT5a geschaltet werden können. Die verbrennungsmotorischen Vorwärtsgetriebegänge V1a–V6a werden jeweils durch Schließen von jeweils drei der insgesamt fünf Kupplungseinheiten C1a, C2a, C3a und Bremseinheiten B1a, B2a geschaltet. Die elektromotorischen Vorwärtsgetriebegänge E1a, E2a werden jeweils durch Schließen der Bremseinheit B1a und der Bremseinheit B2a oder der Bremseinheit B1a und der Kupplungseinheit C2a geschaltet. Der elektromotorische Vorwärtsgetriebegang E3a wird durch Schließen der Kupplungseinheit C1a geschaltet. Um eine Schaltflexibilität zu erhöhen, kann in dem elektromotorischen Vorwärtsgetriebegang E3a grundsätzlich eine weitere der Kupplungseinheiten C2a, C3a oder Bremseinheiten B1a, B2a geschlossen werden. Die EVT-Fahrbereiche EVT1a–EVT5a werden jeweils durch Schließen von zwei der Bremseinheiten B1a, B2a und Kupplungseinheiten C1a, C2a, C3a geschaltet.In 2 12 is shown how, by closing the individual clutch units C1a, C2a, C3a and brake units B1a, B2a, the forward engine transfer gears V1a, V2a, V3, V4, V5, V6a, the forward electromotive gears E1a, E2a, E3a and the EVT travel ranges EVT1a-EVT5a can be switched. The internal combustion engine forward gears V1a-V6a are respectively switched by closing three of the total of five clutch units C1a, C2a, C3a and brake units B1a, B2a. The electromotive forward gears E1a, E2a are respectively switched by closing the brake unit B1a and the brake unit B2a or the brake unit B1a and the clutch unit C2a. The electromotive forward gear E3a is switched by closing the clutch unit C1a. In order to increase a shift flexibility, in the electromotive forward gear E3a basically another of the clutch units C2a, C3a or brake units B1a, B2a can be closed. The EVT travel ranges EVT1a-EVT5a are respectively switched by closing two of the brake units B1a, B2a and clutch units C1a, C2a, C3a.

In den verbrennungsmotorischen Vorwärtsgetriebegängen V1a–V6a, den elektromotorischen Vorwärtsgetriebegängen E1a–E3a und den EVT-Fahrbereichen EVT1a–EVT5a hängen Drehzahlen und Leistungsflüsse von einem aktuell vorliegenden Betriebspunkt ab. In den verbrennungsmotorischen Vorwärtsgetriebegängen V1a–V6a, sind die Elektromotoren EM1a, EM2a für eine Boost-Funktion und eine Rekuperation vorgesehen. Weiter ist in den verbrennungsmotorischen Vorwärtsgetriebegängen V1a–V6a eine rein verbrennungsmotorische Fahrt möglich. In den elektromotorischen Vorwärtsgetriebegängen E1a–E3a ist insbesondere der erste Elektromotor EM1a als Antriebsmotor vorgesehen. In den elektromotorischen Vorwärtsgetriebegängen E1a–E3a ist zudem zumindest teilweise ein Start der Brennkraftmaschine BKM1a möglich. Der Start der Brennkraftmaschine BKM1a kann insbesondere rückwirkungsfrei erfolgen, indem lediglich ein Teil der von dem oder den Elektromotoren EM1a, EM2a abgegebenen Leistung an die Brennkraftmaschine BKM1a geleitet wird.In the forward engine transfer gears V1a-V6a, the forward electric motor gears E1a-E3a, and the EVT travel ranges EVT1a-EVT5a, rotational speeds and power flows depend on a current operating point. In the internal combustion engine forward gears V1a-V6a, the electric motors EM1a, EM2a are provided for a boost function and a recuperation. Further, in the internal combustion engine forward gears V1a-V6a a pure combustion engine ride is possible. In the electromotive forward gears E1a-E3a in particular the first electric motor EM1a is provided as a drive motor. In the electromotive forward gears E1a-E3a also at least partially a start of the internal combustion engine BKM1a is possible. The start of the internal combustion engine BKM1a can take place, in particular, without any reaction, in that only part of the power output by the one or more electric motors EM1a, EM2a is conducted to the internal combustion engine BKM1a.

In den EVT-Fahrbereichen EVT1a–EVT5a stellen sich Drehzahlen und Leistungsflüsse insbesondere in Abhängigkeit von einer Leistung ein, die von den Elektromotoren EM1a, EM2a abgegeben oder aufgenommen wird. In den leistungsverzweigten EVT-Fahrbereichen EVT1a–EVT5a ist ein Drehzahlverhältnis zwischen dem BKM-Anbindungselement 10a und dem Getriebeausgangselement 11a mittels der Elektromotoren EM1a, EM2a zumindest in Teilbereichen stufenlos verstellbar. Dazu wird in den EVT-Fahrbereichen EVT1a–EVT5a vorzugsweise jeweils einer der Elektromotoren EM1a, EM2a als Generator betrieben, während der andere Elektromotor EM1a, EM2a eine Antriebsleistung bereitstellt. In den EVT-Fahrbereichen EVT1a–EVT5a wird je nach Betriebszustand eine elektrische Leistung aus einer Batterie entnommen oder es wird der Batterie elektrische Leistung zugeführt. Insbesondere die EVT-Fahrbereiche EVT1a–EVT5a ermöglichen zudem zumindest teilweise ein Anfahren aus einem Fahrzeugstillstand bei laufender Brennkraftmaschine BKM1a, d. h. bei geeigneter Drehzahl der EM-Anbindungselemente 13a, 14a weist das BKM-Anbindungselement 10a eine Drehzahl ungleich Null auf, während gleichzeitig das Getriebeausgangselement 11a eine Drehzahl von Null aufweist. Durch eine Veränderung von Drehzahlen an den EM-Anbindungselementen 13a, 14a kann dann die Drehzahl des Getriebeausgangselements 11a verändert werden. Zudem sind die EVT-Fahrbereiche EVT1a–EVT5a zumindest teilweise für eine leistungsneutrale Fahrt vorgesehen, d. h. einer der Elektromotoren EM1a, EM2a läuft in einem Generatorbetrieb und stellt dabei eine Leistung, die von dem anderen der Elektromotoren EM1a, EM2a aufgenommen wird, vollständig bereit. Mittels zumindest eines Teils der EVT-Fahrbereiche EVT1a–EVT5a ist zudem ein Rückwärtsgetriebegang darstellbar. Die EVT-Fahrbereiche EVT1a–EVT5a sind dabei zumindest zum Teil insbesondere ohne Drehzahlsprünge und/oder Leistungssprünge schaltbar, was sich positiv auf einen Schaltkomfort auswirkt.In the EVT travel ranges EVT1a-EVT5a, rotational speeds and power flows set in particular as a function of a power output or absorbed by the electric motors EM1a, EM2a. In the power-split EVT driving ranges EVT1a-EVT5a, there is a speed ratio between the BKM connecting element 10a and the transmission output member 11a by means of the electric motors EM1a, EM2a continuously adjustable, at least in some areas. For this purpose, one of the electric motors EM1a, EM2a is preferably operated as a generator in the EVT travel ranges EVT1a-EVT5a, while the other electric motor EM1a, EM2a provides a drive power. EVT1a-EVT5a will have an electric power depending on the operating condition taken from a battery or the battery is supplied electrical power. In particular, the EVT driving ranges EVT1a-EVT5a also allow, at least in part, a starting from a vehicle standstill with the internal combustion engine BKM1a running, ie at a suitable rotational speed of the EM connecting elements 13a . 14a has the BKM attachment element 10a a speed not equal to zero, while at the same time the transmission output element 11a has a speed of zero. By changing the speeds at the EM connection elements 13a . 14a then can the speed of the transmission output element 11a to be changed. In addition, the EVT travel ranges EVT1a-EVT5a are at least partially provided for power neutral travel, ie, one of the electric motors EM1a, EM2a operates in a generator mode, thereby fully providing a power received from the other of the electric motors EM1a, EM2a. By means of at least part of the EVT driving ranges EVT1a-EVT5a, a reverse gear can also be represented. The EVT driving ranges EVT1a-EVT5a are at least partially switchable, in particular, without speed jumps and / or power jumps, which has a positive effect on shifting comfort.

In der 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt. Die nachfolgenden Beschreibungen beschränken sich im Wesentlichen auf die Unterschiede zwischen den Ausführungsbeispielen, wobei bezüglich gleich bleibender Bauteile, Merkmale und Funktionen auf die Beschreibung des Ausführungsbeispiels der 1 und 2 verwiesen werden kann. Zur Unterscheidung der Ausführungsbeispiele ist der Buchstabe a in den Bezugszeichen des Ausführungsbeispiels in den 1 und 2 durch den Buchstaben b in den Bezugszeichen des Ausführungsbeispiels der 3 ersetzt. Bezüglich gleich bezeichneter Bauteile, insbesondere in Bezug auf Bauteile mit gleichen Bezugszeichen, kann grundsätzlich auch auf die Zeichnungen und/oder die Beschreibung des Ausführungsbeispiels der 1 und 2 verwiesen werden.In the 3 a further embodiment of the invention is shown. The following descriptions are essentially limited to the differences between the embodiments, with respect to the same components, features and functions on the description of the embodiment of 1 and 2 can be referenced. To distinguish the embodiments, the letter a in the reference numerals of the embodiment in the 1 and 2 by the letter b in the reference numerals of the embodiment of 3 replaced. With respect to identically designated components, in particular with regard to components with the same reference numerals, can in principle also to the drawings and / or the description of the embodiment of 1 and 2 to get expelled.

Die 3 zeigt ein Getriebeschema eines Hybrid-Mehrstufengetriebes für ein Kraftfahrzeug, das zumindest konstruktiv zur Schaltung von zumindest sechs verbrennungsmotorischen Vorwärtsgetriebegängen, zumindest drei elektromotorischen Vorwärtsgetriebegängen und fünf leistungsverzweigten EVT-Fahrbereichen vorgesehen ist. Das Hybrid-Mehrstufengetriebe umfasst ein BKM-Anbindungselement 10b zur drehfesten Anbindung einer Brennkraftmaschine, ein Getriebeausgangselement 11b zur drehfesten Anbindung eines Achsantriebs, ein erstes EM-Anbindungselement 13b zur Anbindung eines ersten Elektromotors EM1b und ein zweites EM-Anbindungselement 14b zur Anbindung eines zweiten Elektromotors EM2b. Zudem umfasst das Hybrid-Mehrstufengetriebe einen Zahnradsatz mit einer ersten Planetenradstufe P1b, einer zweiten Planetenradstufe P2b und einer dritten Planetenradstufe P3b, die jeweils ein Sonnenrad P11b, P21b, P31b, ein Hohlrad P13b, P23b, P33b und einen Planetenradträger P12b, P22b, P32b, welche Planetenräder P14b, P24b, P34b in einer Kreisbahn um das entsprechende Sonnenrad P11b, P21b, P31b führen, aufweisen. Weiter umfasst das Hybrid-Mehrstufengetriebe drei Kupplungseinheiten C1b, C2b, C3b, die jeweils ein erstes drehbar gelagertes Kopplungselement C11b, C21b, C31b und ein zweites drehbar gelagertes Kopplungselement C12b, C22b, C32b aufweisen, sowie zwei Bremseinheiten B1b, B2b, die jeweils ein drehbar gelagertes Kopplungselement B11b, B21b und ein gehäusefest angeordnetes zweites Kopplungselement B12b, B22b aufweisen. Zur Verbindung des BKM-Anbindungselements 10b, des Getriebeausgangselements 11b und der EM-Anbindungselemente 13b, 14b umfasst das Hybrid-Mehrstufengetriebe fünf Getriebewellen 15b, 16b, 17b, 18b, 19b.The 3 shows a transmission diagram of a hybrid multi-speed transmission for a motor vehicle, which is at least constructively provided for the circuit of at least six forward internal combustion engine gears, at least three forward electromotive gears and five power-split EVT driving ranges. The hybrid multi-speed transmission comprises a BKM connection element 10b for the rotationally fixed connection of an internal combustion engine, a transmission output element 11b for non-rotatable connection of a final drive, a first EM connection element 13b for connecting a first electric motor EM1b and a second EM connecting element 14b for connecting a second electric motor EM2b. In addition, the hybrid multi-speed transmission includes a gear set having a first planetary gear P1b, a second planetary P2b and a third planetary P3b, each a sun P11b, P21b, P31b, a ring gear P13b, P23b, P33b and a planet P12b, P22b, P32b, which planetary gears P14b, P24b, P34b lead in a circular path about the corresponding sun P11b, P21b, P31b have. Further, the hybrid multi-speed transmission comprises three clutch units C1b, C2b, C3b, each having a first rotatably mounted coupling element C11b, C21b, C31b and a second rotatably mounted coupling element C12b, C22b, C32b, and two brake units B1b, B2b, each one rotatable have mounted coupling element B11b, B21b and a fixed housing fixed second coupling element B12b, B22b. For connecting the BKM connection element 10b , the transmission output element 11b and the EM connection elements 13b . 14b The hybrid multistage transmission includes five transmission shafts 15b . 16b . 17b . 18b . 19b ,

Im Unterschied zu dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel sind die Planetenradstufen P1b, P2b, P3b in einer gestapelten Bauweise angeordnet. Die erste Planetenradstufe P1b ist radial innerhalb der zweiten Planetenradstufe P2b angeordnet. Das zweite Sonnenrad P21b umschließt das erste Hohlrad P13b. Die beiden Planetenradstufen Pub, P2b sind axial in gleicher Höhe angeordnet. Da das erste Hohlrad P13b und das zweite Sonnenrad P21b permanent drehfest miteinander verbunden sind, können das erste Hohlrad P13b und das zweite Sonnenrad P21b einstückig ausgeführt sein. Die dritte Planetenradstufe P3b ist auf einer dem BKM-Anbindungselement 10b abgewandten Seite der Planetenradstufen P1b, P2b angeordnet.In contrast to the previous embodiment, the planetary gear P1b, P2b, P3b are arranged in a stacked construction. The first planetary gear P1b is disposed radially inside the second planetary gear P2b. The second sun gear P21b encloses the first ring gear P13b. The two planetary gear stages Pub, P2b are arranged axially at the same height. Since the first ring gear P13b and the second sun gear P21b are permanently connected to each other in a rotationally fixed manner, the first ring gear P13b and the second sun gear P21b may be made in one piece. The third planetary gear P3b is on a the BKM-connection element 10b opposite side of the planetary gear P1b, P2b arranged.

Die Kupplungseinheit C2b ist auf einer dem BKM-Anbindungselement 10b zugewandten Seite der Planetenradstufen P1b, P2b angeordnet. Die Bremseinheit B2b ist axial in Höhe der Planetenradstufen P1b, P2b angeordnet. Die Kupplungseinheit C1b ist axial zwischen der ersten Planetenradstufe P1b und der dritten Planetenradstufe P3b angeordnet. Die Kupplungseinheit C3b und die Bremseinheit B1b sind auf einer dem BKM-Anbindungselement 10b abgewandten Seite der dritten Planetenradstufe P3b angeordnet. Die Planetenradstufen P1b, P2b, P3b liegen axial zwischen den EM-Anbindungselementen 13b, 14b.The coupling unit C2b is on a the BKM-connection element 10b facing side of the planetary gear P1b, P2b arranged. The brake unit B2b is arranged axially in the amount of the planetary gear P1b, P2b. The clutch unit C1b is disposed axially between the first planetary gear P1b and the third planetary gear P3b. The clutch unit C3b and the brake unit B1b are on a BKM-connection member 10b opposite side of the third planetary gear P3b arranged. The planetary gear P1b, P2b, P3b are axially between the EM-connection elements 13b . 14b ,

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010
BKM-AnbindungselementBKM-connecting element
1111
GetriebeausgangselementTransmission output member
1212
Getriebegehäusegearbox
1313
EM-AnbindungselementEM connecting element
1414
EM-AnbindungselementEM connecting element
15 15
Getriebewellegear shaft
1616
Getriebewellegear shaft
1717
Getriebewellegear shaft
1818
Getriebewellegear shaft
1919
Getriebewellegear shaft
P1P1
Planetenradstufeplanetary gear
P11P11
Sonnenradsun
P12P12
Planetenradträgerplanet
P13P13
Hohlradring gear
P14P14
Planetenradplanet
P2P2
Planetenradstufeplanetary gear
P21P21
Sonnenradsun
P22P22
Planetenradträgerplanet
P23P23
Hohlradring gear
P24P24
Planetenradplanet
P3P3
Planetenradstufeplanetary gear
P31P31
Sonnenradsun
P32P32
Planetenradträgerplanet
P33P33
Hohlradring gear
P34P34
Planetenradplanet
C1C1
Kupplungseinheitclutch unit
C11C11
Kopplungselementcoupling element
C12C12
Kopplungselementcoupling element
C2C2
Kupplungseinheitclutch unit
C21C21
Kopplungselementcoupling element
C22C22
Kopplungselementcoupling element
C3C3
Kupplungseinheitclutch unit
C31C31
Kopplungselementcoupling element
C32C32
Kopplungselementcoupling element
B1B1
Bremseinheitbrake unit
B11B11
Kopplungselementcoupling element
B12B12
Kopplungselementcoupling element
B2B2
Bremseinheitbrake unit
B21B21
Kopplungselementcoupling element
B22B22
Kopplungselementcoupling element
BKM1BKM1
BrennkraftmaschineInternal combustion engine
EM1EM1
Elektromotorelectric motor
EM2EM2
Elektromotorelectric motor
E1–E3E1-E3
VorwärtsgetriebegangForward gear
V1–V6V1-V6
VorwärtsgetriebegangForward gear
EVT1–EVT5EVT1 EVT5
EVT-FahrbereichEVT driving range

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • WO 2009/077097 A1 [0002] WO 2009/077097 A1 [0002]

Claims (13)

Hybrid-Mehrstufengetriebe, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, das zumindest konstruktiv zur Schaltung von zumindest sechs verbrennungsmotorischen Vorwärtsgetriebegängen (V1a–V6a), zumindest drei elektromotorischen Vorwärtsgetriebegängen (E1a, E2a, E3a) und zumindest fünf leistungsverzweigten EVT-Fahrbereichen (EVT1a–EVT5a) vorgesehen ist, mit einem BKM-Anbindungselement (10a; 10b) zur drehfesten Anbindung einer Brennkraftmaschine (BKM1a; BKM1b), mit einem Getriebeausgangselement (11a; 11b) zur drehfesten Anbindung eines Achsantriebs, mit zumindest einem ersten EM-Anbindungselement (13a; 13b) zur Anbindung eines ersten Elektromotors (EM1a; EM1b), mit zumindest einem zweiten EM-Anbindungselement (14a; 14b) zur Anbindung eines zweiten Elektromotors (EM2a; EM2b), mit zumindest drei Planetenradstufen (P1a, P2a, P3a; P1b, P2b, P3b), die wirkungsmäßig miteinander verbunden sind, sowie mit zumindest drei Kupplungseinheiten (C1a, C2a, C3a; C1b, C2b, C3b), die jeweils zwei drehbar gelagerte Kopplungselemente (C11a–C32a; C11b–C32b) aufweisen, und zumindest zwei Bremseinheiten (B1a, B2a; B1b, B2b), die jeweils ein drehbar gelagertes Kopplungselement (B11a, B21a; B11b, B21b) und ein gehäusefest angeordnetes Kopplungselement (B12a, B22a; B12b, B22b) aufweisen.Hybrid multi-speed transmission, in particular for a motor vehicle, which is at least structurally designed for shifting at least six internal combustion engine forward gears (V1a-V6a), at least three forward electromotive gears (E1a, E2a, E3a) and at least five power-split EVT driving ranges (EVT1a-EVT5a) , with a BKM connection element ( 10a ; 10b ) for the rotationally fixed connection of an internal combustion engine (BKM1a, BKM1b), with a transmission output element ( 11a ; 11b ) for the rotationally fixed connection of a final drive, with at least one first EM connecting element ( 13a ; 13b ) for connecting a first electric motor (EM1a, EM1b), with at least one second EM connecting element ( 14a ; 14b ) for connecting a second electric motor (EM2a, EM2b), with at least three planetary gear stages (P1a, P2a, P3a, P1b, P2b, P3b) which are operatively connected to one another, and with at least three coupling units (C1a, C2a, C3a, C1b, C2b, C3b), each having two rotatably mounted coupling elements (C11a-C32a, C11b-C32b), and at least two brake units (B1a, B2a, B1b, B2b), each having a rotatably mounted coupling element (B11a, B21a, B11b, B21b ) and a housing fixed arranged coupling element (B12a, B22a, B12b, B22b). Hybrid-Mehrstufengetriebe nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen ersten Planetenradträger (P12a; P12b), der permanent drehfest mit dem BKM-Anbindungselement (10a; 10b) verbunden ist.Hybrid multi-speed transmission according to claim 1, characterized by a first planet carrier (P12a; P12b), which is permanently non-rotatably connected to the BKM connection element (P12a; 10a ; 10b ) connected is. Hybrid-Mehrstufengetriebe nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch ein erstes Sonnenrad (P11a; P11b), das permanent drehfest mit einem der Kopplungselemente (C31a; C31b) und dem zweiten EM-Anbindungselement (14a; 14b) verbunden ist.Hybrid multi-speed transmission according to claim 1 or 2, characterized by a first sun gear (P11a; P11b) which is permanently non-rotatably connected to one of the coupling elements (C31a; C31b) and the second EM connecting element (P11b). 14a ; 14b ) connected is. Hybrid-Mehrstufengetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein drittes Sonnenrad (P31a; P31b), das permanent drehfest mit zwei der Kopplungselemente (C32a, B11a; C32b, B11b) verbunden ist.Hybrid multi-speed transmission according to one of the preceding claims, characterized by a third sun gear (P31a; P31b) which is permanently connected in a rotationally fixed manner to two of the coupling elements (C32a, B11a; C32b, B11b). Hybrid-Mehrstufengetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein erstes Hohlrad (P13a; P13b) und ein zweites Sonnenrad (P21a; P21b), die permanent drehfest mit einem der Kopplungselemente (C11a; C12b) verbunden sind.Hybrid multi-speed transmission according to one of the preceding claims, characterized by a first ring gear (P13a; P13b) and a second sun gear (P21a; P21b) which are permanently connected in a rotationally fixed manner to one of the coupling elements (C11a; C12b). Hybrid-Mehrstufengetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen zweiten Planetenradträger (P22a; P22b) und ein drittes Hohlrad (P33a; P33b), die permanent drehfest zumindest miteinander verbunden sind.Hybrid multi-speed transmission according to one of the preceding claims, characterized by a second planet carrier (P22a; P22b) and a third ring gear (P33a; P33b) which are permanently connected to each other at least in a rotationally fixed manner. Hybrid-Mehrstufengetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen dritten Planetenradträger (P32a; P32b), der permanent drehfest mit einem der Kopplungselemente (C12a; C11b) und dem Getriebeausgangselement (11a; 11b) verbunden ist.Hybrid multi-speed transmission according to one of the preceding claims, characterized by a third planet carrier (P32a; P32b) which is permanently non-rotatable with one of the coupling elements (C12a; C11b) and the transmission output element ( 11a ; 11b ) connected is. Hybrid-Mehrstufengetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein zweites Hohlrad (P23a; P23b), das permanent drehfest mit einem der Kopplungselemente (B21a; B21b) verbunden ist.Hybrid multi-speed transmission according to one of the preceding claims, characterized by a second ring gear (P23a; P23b) which is permanently connected in a rotationally fixed manner to one of the coupling elements (B21a; B21b). Hybrid-Mehrstufengetriebe zumindest nach den Ansprüchen 5 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine der Kupplungseinheiten (C1a; C1b) dazu vorgesehen ist, eines der permanent drehfest mit dem zweiten Sonnenrad (P21a; P21b) verbundenen Kopplungselemente (C11a; C12b) und das permanent drehfest mit dem dritten Planetenradträger (P32a; P32b) verbundene Kopplungselement (C12a; C11b) drehfest miteinander zu verbinden.Hybrid multi-speed transmission at least according to claims 5 and 7, characterized in that one of the coupling units (C1a; C1b) is provided, one of the permanently non-rotatably connected to the second sun gear (P21a; P21b) coupling elements (C11a; C12b) and the permanent rotatably connected to the third planet carrier (P32a; P32b) connected coupling element (C12a; C11b) rotatably connected to each other. Hybrid-Mehrstufengetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine der Kupplungseinheiten (C2a; C2b) dazu vorgesehen ist, die zweite Planetenradstufe (P2a; P2b) zu verblocken.Hybrid multi-speed transmission according to one of the preceding claims, characterized in that one of the clutch units (C2a; C2b) is provided to block the second planetary gear stage (P2a; P2b). Hybrid-Mehrstufengetriebe zumindest nach den Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine der Kupplungseinheiten (C3) dazu vorgesehen ist, das permanent drehfest mit dem ersten Sonnenrad (P11a; P11b) verbundene Kopplungselement (C31a; C31b) und eines der permanent drehfest mit dem dritten Sonnenrad (P31a; P31b) verbundenen Kopplungselemente (C32a; C32b) drehfest miteinander zu verbinden.Hybrid multi-speed transmission at least according to claims 3 and 4, characterized in that one of the coupling units (C3) is provided to the permanently non-rotatably connected to the first sun gear (P11a; P11b) coupling element (C31a; the coupling elements (C32a, C32b) connected to the third sun gear (P31a; P31b) are connected to one another in a rotationally fixed manner. Hybrid-Mehrstufengetriebe zumindest nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine der Bremseinheiten (B1a; B1b) dazu vorgesehen ist, eines der permanent drehfest mit dem dritten Sonnenrad (P31a; P31b) verbundenen Kopplungselemente (B11a; B11b) und eines der gehäusefest angeordneten Kopplungselemente (B12a; B12b) drehfest miteinander zu verbinden.Hybrid multi-speed transmission at least according to claim 4, characterized in that one of the brake units (B1a; B1b) is provided, one of the permanently non-rotatably connected to the third sun gear (P31a; P31b) coupling elements (B11a; B11b) and one of the housing fixedly arranged coupling elements (B12a, B12b) rotatably connected to each other. Hybrid-Mehrstufengetriebe zumindest nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine der Bremseinheiten (B2a; B2b) dazu vorgesehen ist, eines der permanent drehfest mit dem zweiten Hohlrad (P23a; P23b) verbundenen Kopplungselemente (B21a; B21b) und eines der gehäusefest angeordneten Kopplungselemente (B22a; B21b) drehfest miteinander zu verbinden.Hybrid multi-speed transmission at least according to claim 8, characterized in that one of the brake units (B2a; B2b) is provided, one of the permanently non-rotatably connected to the second ring gear (P23a; P23b) coupling elements (B21a; B21b) and one of the housing fixedly arranged coupling elements (B22a, B21b) rotatably connected to each other.
DE102014006132.9A 2013-12-12 2014-04-26 Hybrid multi-speed transmission for a motor vehicle Withdrawn DE102014006132A1 (en)

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